李晏成介紹封裝時,先請大家想像家裡的密封罐:蓋子鎖上,周圍那一圈材料把水氣和氧氣擋在外面。鈣鈦礦電池也需要這一圈保護。放到會發電的元件上,膠怎麼塗、怎麼硬化,以及最後留在哪裡,都會影響結果。
傳統貼膜或熱塑封裝需要加熱,溫度與時間可能降低活性層的性能,也拉長產線節拍。玻璃、薄膜與膠材的熱膨脹不同,老化後還可能在界面留下孔隙,讓水氣找到入口。
永光化學在論壇介紹的 Eversolar AB 系列,採用液態、UV 光固化的路線。液體先流進界面與空隙,再以 365 或 405 nm 光固化。膠的厚度、光功率、照射時間與元件能承受的溫升,共同決定這段製程能跑多快。
使用位置不同,配方也會分開。入光區需要透明;封邊或非入光區可以優先處理阻隔。永光公開資料中的 AB-302 是透明、較低黏度的液態配方,可用點膠或狹縫塗布。AB-341 是不透明膏狀配方,可用點膠或網版印刷。它們服務的部位不同,單一阻隔數字無法代替施工選擇。
這時,李晏成談起一位做電子窗的客戶。窗面關閉時希望維持整片黑色,封裝邊緣如果偏白,外觀看起來就像早期手機螢幕中央與邊框不同色。客戶要求把邊膠調成黑色;顏色變深後,吸收的固化光也跟著改變,光功率與照射時間需要重算。邊框美觀就這樣成了固化條件。
元件上的電極、引線與不透明區還會擋住 UV,留下照不到的位置。李晏成把這種做法稱為雙重固化:能照到的主要區域先用 UV 固化,再由配方中的第二套固化反應接手陰影區;有些客戶會在外側再封一道。膠材必須配合遮光位置與施工路徑,封裝圖樣無法脫離元件單獨決定。
李晏成後面展示了水氣、氧氣與黃變測試。水氣與氧氣穿透率可以用來調整配方,量到的仍是材料本身。完整元件還有玻璃與膠的界面、封邊、引線與微裂縫;這些位置老化後是否維持完整,要到元件測試才看得見。
一篇 2025 年 Nature 研究提供了可回查的 AB-341 使用案例。這項研究的主題是多接面元件,而不是封裝膠比較;AB-341 是研究團隊實際採用的封裝材料。團隊以蓋玻璃和 AB-341 封裝三接面元件,也就是把三個吸收不同波段的子電池疊在一起,再於氮氣手套箱內以 365 nm UV LED 固化三分鐘。
在約 25°C、環境空氣中,元件持續維持在當下輸出功率最高的位置。效率降至初始值 80% 所需的時間(T80)為 860 小時。改成 85°C、相當於一個太陽的連續光照(1 sun),並讓元件處於不向外輸出電流的開路條件後,T80 短至五小時。
兩套測試同時改變了溫度、光照與元件的工作狀態,860 小時和五小時的差距無法拆給其中一項壓力,更不能單獨歸給膠材。這裡量到的是封裝、吸收層、接觸與整個多接面堆疊一起承受壓力後的結果。封裝方案走出材料規格表後,仍要回到完整元件接受測試。
談完實驗室內的水氣、氧氣與加速老化,李晏成又把後續工作推向戶外,也提到低軌衛星環境中的游離輻射。這些測試當時仍在往前安排。報告在環境清單繼續增加的地方停下來,沒有替 AB 系列換算一條通用的產品壽命。
資料來源與補充
演講與主辦單位資料
- TPRIA:光固化封裝守住鈣鈦礦長期穩定與量產節奏:主辦單位對室溫 UV 固化、陰影區二次固化、阻水阻氧、老化與特殊環境測試的逐場整理;密封罐、電子窗顏色與外側再封一道來自論壇錄音。
公司技術資料
- 永光化學:Eversolar AB 系列技術簡報(2025):配方形態、施工方式、365/405 nm 固化、黃變與公司耐久測試。
原始論文與測試背景
- Steering perovskite precursor solutions for multijunction photovoltaics, Nature(2025):AB-341 的具體封裝方法,以及兩種壓力條件下的元件穩定性。
- ISOS 鈣鈦礦穩定性測試共識,Nature Energy(2020):壽命數字應連同溫濕度、光照、偏壓、樣本與初始值解讀的測試框架。